Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ существующих способов хранения перца сладкого 6
1.1 Ботаническая характеристика перца сладкого 6
1.2 Районированные сорта сладкого перца 10
1.3 Химический состав перца сладкого 18
1.4 Факторы, влияющие на химический состав перца 22
1.5 Способы хранения, влияющие на химический состав перца 27
2 Постановка экспериментальных исследований 39
2.1 Объекты исследования 39
2.2 Схема исследования 39
2.3 Методика оценки качества перца 47
2.4 Математическая обработка результатов 52
3 Влияние сортовых, биологических особенностей и условий хранения на сохранность перца сладкого 54
3.1 Обоснование выбора сортов сладкого перца для исследования 54
3.2 Математическая обработка результатов 61
4 Сравнительная оценка способов хранения перца сладкого 77
4.1 Применение активного вентилирования при хранении перца 77
4.2 Применение различных химических соединений для предотвращения порчи сладкого перца при хранении 83
4.3 Применение модифицированных газовых сред для хранения перца сладкого 91
4.4 Краткосрочное хранение перца сладкого в условиях нерегулируемой температуры 94
4.5 Применение вакуумной обработки при хранении перца сладкого 97
102
5 Хранение перца сладкого с периодической обработкой ЭМПКНЧ 102
5.1 Динамика изменения химического состава перца сладкого нового сорта Пострел 106
5.2 Сравнительная характеристика способов хранения перца сладкого нового сорта Пострел
5.3 Расчёт экономической эффективности по разработанному способу хранения перца сладкого 108
Выводы и рекомендации 112
Список литературы 114
Приложение
- Способы хранения, влияющие на химический состав перца
- Применение различных химических соединений для предотвращения порчи сладкого перца при хранении
- Краткосрочное хранение перца сладкого в условиях нерегулируемой температуры
- Расчёт экономической эффективности по разработанному способу хранения перца сладкого
Введение к работе
Одной из важнейших задач овощеперерабатывающей промышленности является сохранение качественных показателей сырья. Для предотвращения изменения биохимических, реологических, технологических характеристик продукции применяются различные способы и методы хранения. Сегодня особый интерес представляет совершенствование и разработка новых оптимальных способов хранения овощей, имеющих относительно короткий период поступления на заготовочные предприятия. Важность этого обусловлена необхо-димостью обеспечения бесперебойной работой производственных линий в осенне-зимний период, вследствие чего основная масса сырья данного вида должна заготавливаться впрок и храниться в течение от 4 до 6 месяцев. Таким сырьем является, например, перец сладкий.
Перец сладкий характеризуется высоким содержанием витаминов, углеводов, минеральных веществ, что делает его ценной овощной культурой для питания населения. Наибольшее распространение он получил в южных районах, таких как: Ставропольский край, Ростовская область, республика Дагестан, Адыгея, Краснодарский край, что объясняется благоприятными климатическими особенностями этих регионов. В Государственном реестре Российской Федерации на 2004 г. зарегистрировано 175 сортов и гибридов сладкого перца для различных зон районирования.
В пищу у растений перца сладкого употребляют плоды, как в свежем, так и в переработанном виде.
Для длительного хранения перца сладкого на предприятиях Краснодарского края используют преимущественно замораживание. К недостаткам этого способа хранения относятся значительные капитальные затраты, необходимость больших емкостей холодильных камер, низкое качество перца после заморозки за счет потерь упругости тканей при дефростации и появления горечи.
щ-
Наиболее поздний срок поступления плодов перца из открытого грунта - период с конца октября по начало ноября. Для удлинения сезона массового потребления свежего перца разработаны режимы хранения плодов перца, обеспечивающие сохранность его свойств в течение от 1,5 до 2-ух месяцев, а в замороженном виде - до шести месяцев. Однако в настоящее время для хранения перца в летне-осенний период способы и режимы отработаны недостаточно. Это вызывает определенные проблемы при хранении перца, урожай которого был собран в период с июля по начало сентября и по ряду причин не реализован или не переработан в короткие сроки.
Авторами работы предпринята попытка обоснования целесообразности использования электромагнитного воздействия токов крайне низких частот (ЭМП КНЧ) для оптимизации хранения перца сладкого. С целью сохранения пищевой и биологической ценности последнего проведен анализ наиболее перспективных режимов хранения и исследованы процессы, протекающие при хранении перца сладкого на примере новых сортов, районированных в Краснодарском крае.
Способы хранения, влияющие на химический состав перца
Хранить свежий перец можно в естественных условиях, но срок, в течение которого качество плодов остается практически неизменным, а товарные свойства соответствуют принятым стандартам, очень непродолжительный. Летом в условиях высоких температур и низкой относительной влажности воздуха уже через неделю потеря массы плодов технической зрелости составляет от 6 до 9 %, через 15 суток от 15 до 22 %. Осенью плоды сохраняются немного лучше, но и в этих условиях на 20-й день хранения масса снижается на 17 -22 % и лишь 10-дневный срок давал относительно положительные результаты. Практически как летом, так и осенью в естественных условиях товарный вид плодов, достигающих технической зрелости, теряется уже в течение 10 дней, начинают появляться морщины, как следствие заметной потери воды и пластических веществ. Даже в осеннюю прохладную погоду они уже через 10 дней имеют массу на 6 - 13 % меньше, а спустя 10 дней она становится чуть больше двух третей исходной.
Потери массы при хранении различных сортов неодинаковы. Плоды с толстым перикарпием и сильной развитой кутикулой теряют меньше массы, чем плоды тонкостенные и с чрезмерно нежной кожицей. Лучше сохраняют товарность также сорта с округлыми плодами и, напротив, явно неудовлетворительны в хранении образцы с удлиненной формой плода [18,43].
Потеря массы плодов, хранящихся в естественных условиях, происходит главным образом в результате испарения воды, на долю сухого вещества приходится всего 3,0-5,0 %. Определенное влияние оказывают и различные болезни, начинающие проявляться уже через неделю хранения. К исходу второй недели отходы из-за заболевания плодов составляют от 2,0 до 3,5 % [74].
Перец, помещенный в специальные холодильные камеры, где можно поддерживать температуру в пределах от 0 до 5 С, теряет в массе в 3-4 раза меньше, чем в естественных условиях. Через 20 дней после закладки на хранение потери не превышают 5-11 %. Лишь через месяц они возрастают до 12 -25 %. Основная причина - проявление заболеваний. Через 20 дней количество таких плодов составляет от 2 до 5 %, а к концу месяца - уже от 10 до 20 %. В последующие от 5 до 15 дней поражение плодов болезнями в условиях постоянных низких температур без предварительной профилактической их обработки носит массовый характер. Концентрация сухих веществ в плодах, заложенных на хранение, постепенно увеличивается, так как происходит существенная потеря воды на испарение. Уже через 10 дней содержание сухих веществ, в клеточном соке возрастало на 1 - 2 %. Лишь в условиях пониженных температур и высокой влажности воздуха отмечено незначительное изменение этих показателей, а у отдельных сортов и совсем не наблюдалось [5,31,42,58,73].
Общее содержание Сахаров при хранении летом и даже осенью уменьшается на 12 - 25 %, но в связи с высыханием плодов концентрация этих веществ возрастает на 0,5 - 1,5 %. Особенно значительное уменьшение замечается у тонкостенных плодов. У них при длительном хранении названный выше показатель может увеличиваться на 2 % [84,115].
Чем выше температура, тем больше потери Сахаров, расходуемых на дыхание. В холодильных камерах, где температуру можно поддерживать близкой к нулю, изменение в содержании этих веществ незначительны. В таких условиях у отдельных сортов не только не было потери Сахаров при хранении, но и содержание их значительно увеличивалось.
Последнее утверждение объясняется гидролизом пектиновых веществ, крахмала и других сложных органических соединений. Содержание пектиновых веществ в плодах зависит от степени их созревания. В плодах, достигших технической зрелости, таких веществ значительно больше, чем в плодах, имеющих созревшие семена. Но независимо от степени зрелости плодов, закладываемых на хранение, содержание пектинов в них постепенно уменьшается, что свидетельствует об использовании этих сложных соединений в процессах обмена веществ, требующих затрат энергии. Только в условиях низких температур наблюдается некоторое увеличение их к концу хранения, как у плодов в технической зрелости, так и у полностью созревших плодов.
Содержание каротина при хранении заметно увеличивается. В плодах, убранных в технической зрелости, количество его начинает значительно возрастать к периоду, когда завершается послеуборочное дозревание [86,89].
Абсолютное содержание витамина С при хранении естественных условиях уменьшилось на 2 - 16 %, а при пониженных температурах - на 2 - 20%, но у некоторых сортов в последнем случае отмечалась некоторая стабильность в сравнении с исходными показателями. Запасы витамина С начинают уменьшаться только после трех недель хранения [86,89,101].
Плоды перца хорошо и продолжительное время сохраняются в замороженном виде. Содержание наиболее ценных биологически активных веществ остается неизменным в замороженном перце 4-6 месяцев. Срок хранения перца в таком виде можно продлить до 10 месяцев без заметного ухудшения качества. Но хранить перец столь продолжительный период нет необходимости. Важно то, что путем хранения в замороженном виде можно обеспечить круглогодовое поступление перца, как для домашней кулинарии, так и на предприятия пищевой промышленности [5].
Замораживают перец в парах азота или в жидком азоте при температуре от 25 до 30 С0, а хранят в картонных ящиках или полиэтиленовых пакетах при температуре - 18 С0. Сухие вещества после замораживания и хранения практически сохраняются полностью. Лишь в отдельных случаях, что бывает при длительном пребывании плодов в замороженном состоянии, наблюдается незначительное увеличение концентрации клеточного сока. При этом возможно некоторое уменьшения Сахаров. У большинства сортов отмеченные выше изменения составляют от 4,0 до 8,6 %, однако уменьшение это на качество продукции отрицательного влияния не оказывает, В плодах биологической зрелости при хранении в замороженном состоянии, содержание Сахаров уменьшалось совсем не значительно, а у большинства сортов практически осталось неизменным. Отмечено также, что у толстостенных сортов содержание Сахаров если уменьшалось, то несущественно.
Применение различных химических соединений для предотвращения порчи сладкого перца при хранении
Хлорная известь - известный антисептик, причем антисептические свойства ее обусловлены выделением свободного хлора. В порошке под действием влаги окружающего воздуха происходит постоянное выделение свободного хлора, чем и обуславливается сохранность от присутствия данного антисептика.
Исследовали влияние обработки хлорной известью на перец сладкий сорта Пострел в технической и биологической стадии зрелости, результаты исследований приведены в таблице 4.5. Полученные результаты указывают на определённый положительный эффект такой обработки перца сладкого при хранении. Не смотря на то, что хлорная известь оказывает только внешнее антисептическое действие на микрофлору перца, а на биологические процессы в плодах она не влияет, продолжительность хранения перца сладкого с такой обработкой увеличивается на 15-20 дней, в сравнении с контролем, в результате уменьшения порчи плодов. Однако в результате большой гигроскопичности хлорной извести нижний слой перца сладкого получал ожоги. Поэтому использование такой обработки возможно только при наличии специальной прокладки из сетчатого или решётчатого материала, препятствующей соприкосновению перца сладкого с увлажненной хлорной известью.
Обработка хлорной известью способна замедлить процесс микробиальной порчи перца сладкого биологической зрелости в основном только при низких температурах хранения. При температуре выше 15 С активный хлор лишь незначительно задерживает микробиальную порчу в перце сладком как технической, так и биологической стадии зрелости.
Данный способ хранения перца сладкого имеет ограничения для использования из-за выделения свободного хлора, который отрицательно влияет на общее состояние человека.
Были проведены исследования по окуриванию перца формальдегидом в сочетании с активным вентилированием. В соответствии с ранее приведёнными исследованиями расход воздуха на вентилирование был выбран 100 м3/ч на 1 т перца сладкого, заложенного на хранение.
Качественные показатели, полученные в результате окуривания перца формальдегидом с периодичностью 1 раз в 5 суток для перца сладкого сортов Добряк и Пострел в технической стадии зрелости, представлены в таблице 4.7.
При хранении перца с активным вентилированием и периодическим окуриванием формальдегидом, выделяемым при смешивании формалина с марганцовокислым калием, наблюдался явный антисептический эффект. У менее лёжкого сорта Добряк потери от загнивания снизились при данной обработке в 3 раза в сравнении с вентилированием без окуривания, и, почти в 4 раза - в сравнении с контрольным хранением. Изменился и характер порчи - после хранения перца сладкого с окуриванием и отсутствовала плесень. У более лёжкого перца Пострел положительный эффект от окуривания был более выражен. Порча уменьшилась почти в 4 раза в сравнении с вентилированием, а в сравнении с контролем - в 6 раз, в обоих случаях также отсутствовала плесень, за исключе ниєм нижних слоев перца сладкого, где наблюдались единичные экземпляры с ожогами в виде сухих чёрных пятен небольших размеров. Допустимый срок хранения перца сладкого испытанных сортов с окуриванием составил 45 суток, что на 15 суток больше, в сравнении с контролем.
Для уточнения режимов обработки перца сладкого формальдегидом при активном вентилировании был проведён ряд опытов: выявлялась оптимальная кратность и техника окуривания. Перец закладывали на хранение, вентилировали и окуривали Іраз в пять суток или 1 раз в десять суток при норме расхода смеси 50 г формалина и 50 г марганцовокислого калия на 1 м слоя. Техника окуривания варьировала: окуривали перед активным вентилированием и после выключения вентилятора.
Установлено, что техника окуривания имеет значение. При окуривании перца перед началом вентилирования пары формальдегида с током вентиляционного воздуха с большой интенсивностью проникают в слой перца, но мало в нём задерживается. Вследствие этого в нижнем слое перца наблюдаются ожоги плодов, не происходит общего уменьшения потерь от порчи.
Краткосрочное хранение перца сладкого в условиях нерегулируемой температуры
Оценку способов краткосрочного хранения проводили на перце сладком сорта Добряк в биологической стадии зрелости, так как он менее лёжкоспосо-бен, и изменение биохимических показателей в нем протекают в короткие сроки.
С целью выяснения предельных сроков краткосрочного хранения изучалась микробиальная обсемененность перца сладкого при различных способах хранения. Как видно из рисунка 4.3 микрообсемененность перца увеличивается при хранении в воде и в воде, насыщенной воздухом. Интенсивный рост микроорганизмов начинается примерно через 24 часа с начала хранения. Это указывает на то, что сменяемость воды должна быть через 4-8 часов и срок хранения перца от 24 до 28 часов. При методе гидроорошения, возникающую микрообсемененность удаляем струей воды. Этот метод можно признать наилучшим. Все варианты водного хранения позволяют исключить убыль массы. При этом чем лучше качество исходного сырья, тем лучше их упругость. В таблице 4.16 приведены значения убыли массы при различных режимах хранения. Наибольшая убыль массы наблюдается у перцев, хранившихся на воздухе. На четвертые сутки она достигает 10 %. В случае хранения перца в воде происходит впитывание, влаги, увеличение его массы. При этом перцы теряют в большей степени содержание витамина С. А наибольшее содержание витамина С наблюдается при хранении с гидроорошением, потери его составляют всего лишь 2%. Чуть меньше витамина С сохраняется в перце при хранении в воде, насыщенной воздухом (рисунок 4.4).
Таким, образом, изменение показателей убыли массы, микрообсеменено-сти, витамина С и сухих веществ свидетельствует о лучшей сохранности перца при хранении с гидроорошением. Оптимальный срок хранения при этом не более четырех суток.
Изучалось изменение содержания пектиновых веществ и витамина С в перце сладком сорта Пострел и Добряк при краткосрочном хранении, таблица 4.17.
Цель данной работы заключалась в следующем, выяснить влияние остаточного давления Росг. (кПа) на перец, количество сброса вакуума п (выравнивание давления с атмосферным), продолжительности выдержки плодов перца под вакуумом (время сброса) и способа хранения на изменение химического состава.
Для этого весь перец подвергался воздействию остаточного давления 60 и 80 кПа, затем одна часть перца хранилась просто после вакуумирования, вторая - с добавлением этилена, а третья с добавлением кислорода. Параллельно этому осуществлялось контрольное хранение перца - это хранение при обычных условиях. Период хранения длился в течении 20 суток. Полученные в результате эксперимента величины убыли массы для различных условий приведены в таблице 4.18. сладкого, подвергнутых вакуумной обработке, величина убыли массы меньше в сравнении с контрольным способом хранения.
При сравнении воздействия остаточного давления на перец сладкий величина убыли массы, в зависимости от способа хранения, имела неоднозначный характер. Так, минимальное значение убыли массы наблюдалось у перца сладкого, который обрабатывали при остаточном давлении 80 кПа с добавлением кислорода. Величина убыли массы составила 14,9 %, что в 1,5 раза меньше убыли массы перца при контрольном способе хранения.
Сброс остаточного давления влияет на убыль массы перца сладкого. Так, достаточно одного сброса остаточного давления, чтобы после хранение перец сладкий имел минимальное значение убыли массы - 15,0 %, что в 1,5 раза меньше убыли массы при контрольном способе хранения.
Во всех трёх случаях хранения минимальное значение убыли массы наблюдалось при хранении перца сладкого с добавлением кислорода во время хранения перца.
Таким образом, убыль массы перца сладкого зависит от величины остаточного давления, от количества сбросов давления, от времени сбросов и от кислорода, который добавляли во время хранения.
Расчёт экономической эффективности по разработанному способу хранения перца сладкого
Обработка хранящегося перца сладкого сорта Пострел ЭМП КНЧ позволяет существенно снизить потери перца за счет убыли массы, порчи и существенно повысить выход стандартного годного перца. Экономический эффект обработки перца сладкого ЭМП КНЧ формируется за счет дополнительной прибыли, получаемой от увеличения объема реализации стандартной годной продукции. Определение экономического эффекта по методу сравнения прибыли позволяет выявить разницу в текущих затратах на хранение продукции, а также разницу в величине прибыли и объеме выпуска стандартной годной продукции. В таблице 5.5 представлен расчет выручки от реализации перца после 60 суточного хранения.
При обработке заложенного на хранение перца сладкого сорта Пострел ЭМП КНЧ увеличиваются затраты на электроэнергию. Затраты на охлаждение хранящегося перца в расчете на 1 кг не изменяются. Обработка лука ЭМП КНЧ не требует увеличения численности рабочих хранилища. Установка оборудования стоимостью 2000 р. для обработки хранящейся продукции ЭМП КНЧ приводит к увеличению расходов по хранению продукции за счет амортизационных отчислений и затрат, связанных с содержанием и ремонтом этого оборудования. условиях позволяет получать прибыль, меньшую по сравнению с обработкой перца ЭМП КНЧ. Резкое уменьшение количества годной стандартной продукции в этих условиях требует повышения цены реализации продукции, в результате чего продукция будет неконкурентоспособной. При обработке продукции ЭМП КНЧ количество годной продукции увеличивается на 92 кг, это обеспечивает сохранение конкурентоспособной цены. Величина дополнительно получаемой прибыли Пч, р. с учетом дополнительных капитальных вложений, необходимых для осуществления мероприятия, определится по формуле где ДП - дополнительная прибыль, р.; ДК — дополнительные капитальные вложения, необходимые для осуществления мероприятия, р.; Ен — норматив эффективности капитальных вложений, устанавливаемый инвестором (0,3). Прибыль Пч составит Пч=1100,48 - 2000 0,3 = 500,48 р. или 0,66 р. на 1 кг реализуемого перца, или 0,56 р. на 1 кг перца, заложенного на хранение.
Была оценена эффективность разработки на основе чистой приведенной стоимости, что позволяет принять управленческое решение о целесообразности реализации проекта исходя из сравнения суммы будущих дисконтированных доходов с требуемыми для реализации инвестиционными издержками (капитальными вложениями). Чистый дисконтированный доход ЧДД, р. В таблице 5.8 приведен расчет чистого дисконтированного дохода, получаемого за весь период действия проекта. Длительность действия проекта принята равной 5 годам.
Чистый дисконтированный доход, получаемый за время реализации проекта, составляет 686,17 р. Это значение больше нуля, что свидетельствует о привлекательности проекта. Срок окупаемости инвестиций составляет 3 года. Индекс рентабельности инвестиций ИРИ рассчитывается по формуле:
Этот показатель составляет 686,17/2000 0,34, что свидетельствует об эффективности проекта. 1. Изучен химический состав перца сладкого новых сортов, районированных в Краснодарском крае - Янтарь, Орленок, Пострел, Добряк и Малыш. Установлено, что наибольшее содержание витамина С у перца сладкого сорта Малыш - 140,8 мг%, а наибольшее содержание сухих веществ, Сахаров и пектиновых веществ характерно для перца сладкого сорта Пострел - соответственно 5,6%, 4,5% и 1,1%. 2. Была изучена лёжкоспособность исследуемых сортов перца сладкого. Установлено, что на сохранность перца сладкого влияют: сортовые особенности, стадия зрелости и особенно условия хранения. Оптимальными режимами для хранения технически зрелого перца новых сортов являются температура от 15 до 18 С, ОВВ от 80 до 90%, для биологически зрелого - температура от 0 до 5 С, ОВВ от 80 до 90 %. Установлено, что наиболее перспективным сортом для длительного хранения является перец нового сорта Пострел. 3. Сравнительное изучение влияния различных способов хранения перца сладкого: хранение с активным вентилированием, в модифицированной газовой среде, с обработкой солянокислым кобальтом, с обработкой парами формальдегида, в условиях вакуумной обработки на происходящие в нем химические и биохимические процессы, позволило установить, что из исследуемых способов хранения оптимальным является хранение в модифицированной газовой среде. При этом установлен оптимальный состав газовой среды, это соотношение С02Ю2 как 5/21.
